电压电流转换电路

大连民族大学

电子工程师资格认证

电压电流转换电路

学 院（系）： 信息与通信工程学院

专 业： 通信123班

学 生 姓 名： 熊和艳

学 号： 2012136327

指 导 教 师： 吴宝春

完 成 日 期： 2015.5.8

1. 设计内容：

1.通过运放实现（0－5V/0－10mA或0－10V/0－10mA）的V/I变换电路；

2.通过运放实现 1－5V/4－20mA的V/I变换电路；

3. 通过运放实现4－20mA/0－5V的I/V变换电路（选作）；

4. 学会系统仿真、测量和调试。

2. 电大电流转换电路

电压/电流转换即V/I转换，是将输入的电压信号转换成满足一定关系的电流信号，准换后的电流相当与一个输出可调的恒电源，其输出电流应保持稳定而不会随负载的变化而变化。

V/I转化原理如同：

图1 V/I转换电路原理

由图可见，电路中的主要原件为一运算放大器LM324和三极管BG9013及其他辅助原件构成V0为偏置电压，VIN为输入电压及待转换电压，R为负载电阻，其中运算放大器起比较作用，将正向端电压输入信号与反向端电压V_进行比较，经运算放大后再进经三极管放大，BG9013的设计电流le作用在电位器Rw上，由运算放大器可知：

V_=le*Rw=（1+k）*Rw

（k为BG9013的放大倍数）

流经负荷R的电流io即BG9013的集电极电流等于k*io令R1=R2，则有V0+Vm=V+=V-=（1+k）2lb*Rw=（1+1/k）2lo*Rw。其中k》》1，所以lo约等于（V0+Vm）/2Rw

由上诉分析可见，输出电流lo的大小在偏置电压和反馈电阻Rw为定值时，与输入电压Vm成正比，而与负载电阻R的大小无关，说明了电路良好的恒流性能，改变Vo的大小，可在Vin=0时改变lo的输出。在Vo一定时改变Rw的大小可以改变Vin与lo的比例关系。由lo约等于（V0+Vi）/2Rw关系式也可以看出，当确定了Vin和lo之间的比例关系以后，即可方便的确定偏置电压V0和反馈电阻Rw，

将0到10V电压转换成0到10mA的电压信号，则可令V0=0，Rw=500，然后在proteus上仿真，再进行微调之后，仿真结果如下图所示：

图3 0到10V电压转换0到10MA电流信号

由图可知，输入2V电压得到2MA电流，输入8V电压得到8MA电流，可知结果正确。

通过运放实现 1－5V/4－20mA的V/I变换电路；则可令V0=0，Rw=125，然后在proteus上仿真，然后进行微调，得到结果如下图所示：

图4 1到5V转换到4到20MA电流信号

由图可知，输入4V电压得到16.0MA电流，输入6V电压得到24.0MA断流，可知记过正确。

3.实验心得

本次设计是对我所学模电、电路以及数电知识的一次综合性检测和考验，通过这次课程设计，使我对所学知识有了一个新的认识，让我对电压，电流转换电路更了解和熟悉。加强了我对资料的查找能力与理解能力。让我能发现一些自身的不足，对我的综合能力也有一定的提升。在做实验过程中主要是在选择器件以及在布局上的控制要有一个大体的把握，然后就是在计算了每个电压电阻后，看实验现象，然后一步步进行微调，这就要耐心

的实验，最后得到一个相对较好的结果。